CN111271015A - 一种桩孔气举反循环装置及气举反循环清孔工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桩孔气举反循环装置及气举反循环清孔工艺，其技术要点在于：一种桩孔气举反循环装置，包括清砂组件以及自动补浆组件，清砂组件包括灌浆导管、处于灌浆导管内的送风管、气液混合器以及连接在灌浆导管顶部的排渣管，送风管连接有空气压缩器；自动补浆组件包括沉砂池、用于检测桩孔内泥浆液面的液面检测件以及用于抽送沉砂池内泥浆至桩孔内的抽送泵与抽送管，检测件与抽送泵控制连接。通过上述方案，实现了液面下降时防竖杆上位于触发板上方的触发块将最终与触发板上方的按压式开关触碰，触发抽送泵启动向桩孔内补充泥浆，同时在泥浆液面上升后竖杆上位于触发板下方的触发块与触发板下方的按压式开关触碰，实现关闭抽送泵。

Description

一种桩孔气举反循环装置及气举反循环清孔工艺
技术领域
本发明涉及桩基施工的技术领域，尤其是涉及一种桩孔气举反循环装置及气举反循环清孔工艺。
背景技术
随着我国城市化建设步伐不断加快，城市用地日益紧张，地下深部空间工程开发已逐渐成为城市规划的发展趋势，其中重要的工程就是对地钻孔灌注桩工程。随着对地钻孔灌注桩的桩长及承载力的要求越来越高，对土层孔壁稳定性、沉渣清理要求也相应的提高，针对这一工程阶段，施工现场采用气举反循环工艺，能有效的清理孔底沉渣，提高桩的承载力。
气举反循环的工艺过程就是在钻孔灌注桩成孔后，桩身混凝土浇筑前，先将气液混合器伸入灌浆导管内一定深度位置，再将压缩空气通过送风管送至气液混合器，使压缩空气与灌浆导管内的泥浆混合，形成密度比灌浆导管外的泥浆的密度小的泥浆空气混合浆液。该泥浆空气混合浆液在灌浆导管内外气压差的作用下，沿灌浆导管内腔上升，经排渣管排至泥浆池。经沉淀后部分泥浆又以自流的方式流回桩孔内，沉入孔底，继续被吸入灌浆导管内，形成新的泥浆空气混合浆液，再次被排出至泥浆池，这样形成反循环，在反循环过程中，孔底原有的沉渣随泥浆空气混合浆液吸入灌浆导管内，从而被排出桩孔，形成清孔的效果。
相应地，气举反循环系统包括进行钻孔的气举反循环液压动力头钻机、用于吸入孔底泥浆的灌浆导管，如图1所示。
因施工现场不能连续、及时地使经泥浆池(未图示)沉淀后的泥浆以自流的方式流回桩孔02内，因此往往造成孔内的泥浆含量较少，这样当灌浆导管01吸入泥浆时，护筒03下方的孔壁上的泥浆会受到吸力进入灌浆导管01，这样容易导致孔壁坍塌，造成塌孔。
发明内容
本发明的目的一是提供一种桩孔气举反循环装置，其目的在于在进行气举反循清除桩孔内沉砂时桩孔内泥浆可得到持续补充，避免桩孔底部孔壁坍塌。
本发明的目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种桩孔气举反循环装置，包括清砂组件以及用于向桩孔内补浆的自动补浆组件，所述清砂组件包括灌浆导管、处于所述灌浆导管内的送风管、气液混合器以及连接在所述灌浆导管顶部的排渣管，所述送风管连接有空气压缩器；所述自动补浆组件包括沉砂池、用于检测桩孔内泥浆液面的液面检测件以及用于抽送沉砂池内泥浆至桩孔内的抽送泵与抽送管，所述检测件与所述抽送泵控制连接。
通过采用上述技术方案，空气压缩器利用送风管向灌浆导管内送入压缩空气，使得灌浆导管内形成负压，使得桩孔内的泥浆以及沉砂沿灌浆导管向上升起，并在气液混合期处与压缩空气进行混合后进一步在灌浆导管内上升，并最终借助排渣管排出桩孔，所排出的泥浆与沉渣在沉降池内得到静置，上层泥浆将在抽送泵与抽送管作用下从沉降池内排至桩孔内，且抽送泵通过设置在桩孔内的液面检测件进行控制，实现自动调控桩孔内泥浆液面高度，避免出现桩孔底部孔壁坍塌，保障了桩孔沉砂清理的持续、稳定进行。
进一步设置为：所述检测件包括漂浮在桩孔泥浆上的浮漂板以及固定安装在桩孔孔口位置处的触发板，所述浮漂板上向上垂直固设有供竖杆，所述竖杆滑动穿过所述触发板并在所述触发板的上下两侧均设置有触发块，所述触发板的顶面与底面均设置有用于所述抽送泵控制连接的按压式开关。
通过采用上述技术方案，液面高度通过浮漂板实现与设置在桩孔孔口位置的触发板进行互动，当液面下降时防竖杆上位于触发板上方的触发块将最终与触发板上方的按压式开关触碰，进而触发抽送泵启动实现抽送泵向桩孔内补充泥浆，保障桩孔内泥浆充足，同时在泥浆液面上升后竖杆上位于触发板下方的触发块最终与触发板下方的按压式开关触碰，进而实现关闭抽送泵，避免桩孔内液面过高溢出桩口，整体操作自动进行，无需操作人员进行监控，使得桩孔清孔操作更加稳定快捷。
进一步设置为：所述触发板距地面0.2米，两组所述触发块之间的距离为0.5米。
通过采用上述技术方案，使桩孔内泥浆液面保持在距0.5米至0.7米之间，操作人员可随时观察情况，又避免泥浆晃动溢出桩孔。
进一步设置为：所述送风管底端高于所述气液混合器。
通过采用上述技术方案，使桩孔内泥浆与沉砂可顺利与送风管送入的压缩空气混合。
进一步设置为：所述灌浆导管底端设置有单向阀。
通过采用上述技术方案，通过单向阀的设置，井筒内的沉砂和井液只能单向的流入清砂组件内，而不能从清砂组件内流出，从而保证清砂的效果，同时进一步减小砂卡的风险。
本发明的目的二在于提供一种使用上述气举反循环装置的桩孔气举反循环清孔工艺，其目的在于对桩孔内沉砂进行快捷、有效排出。
本发明的目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种气举反循环清孔工艺，包括以下步骤：
步骤一、通过单向通孔向清砂组件的内部环空注入压缩空气，所述压缩空气在所述清砂组件内膨胀，所述清砂组件内部的压力相对于井筒内的压力形成负压；
步骤二、桩孔内的沉砂以及泥浆在负压的作用下进入到所述清砂组件内，在所述清砂组件内通过气举排出，实现清砂；
步骤三、通过气举所排出的沉砂排至底面所设置的沉砂池内，沉砂池内利用所述抽送泵与所述抽送管将泥浆送至桩孔内。
进一步设置为：所述清砂组件内部的压力与所述桩孔内部的压力差为5-20MPa。
通过采用上述技术方案，该压力差下能够有效的实现清砂。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
（1）实现实时控制桩孔内泥浆液面高度，保证反循环负压顺利进行；
（2）有效保护储层，清砂全过程井筒底部保持负压，防止沉砂倒灌地层；
（3）作业经济高效，比常规清砂用时短，提高时效，减少作业成本。
附图说明
图1是背景技术附图；
图2是本发明实施例一的整体结构示意图；
图3是图2中A部放大示意图。
附图标记：1、灌浆导管；2、送风管；3、气液混合器；4、排渣管；5、空气压缩器；6、单向阀；7、沉砂池；8、抽送泵；9、抽送管；10、浮漂板；11、触发板；12、竖杆；13、触发块；14、按压式开关。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
参照图2，为本发明公开的一种桩孔气举反循环装置，包括清砂组件以及用于向桩孔内补浆的自动补浆组件，所述清砂组件包括灌浆导管1、处于所述灌浆导管1内的送风管2、气液混合器3以及连接在所述灌浆导管1顶部的排渣管4，所述送风管2连接有空气压缩器5，其中送风管2底端高于气液混合器3，并在灌浆导管1底端设置有单向阀6。
空气压缩器5利用送风管2向灌浆导管1内送入压缩空气，使得灌浆导管1内形成负压，使得桩孔内的泥浆以及沉砂沿灌浆导管1向上升起，并在气液混合期处与压缩空气进行混合后进一步在灌浆导管1内上升，并通过单向阀6的设置，井筒内的沉砂和井液只能单向的流入清砂组件内，而不能从清砂组件内流出，从而保证清砂的效果，进一步减小砂卡的风险，最终借助排渣管4排出桩孔。
参照图2，自动补浆组件包括沉砂池7、用于检测桩孔内泥浆液面的液面检测件以及用于抽送沉砂池7内泥浆至桩孔内的抽送泵8与抽送管9，检测件与抽送泵8控制连接。抽送泵8通过设置在桩孔内的液面检测件进行控制，实现自动调控桩孔内泥浆液面高度。
参照图2与图3，检测件包括漂浮在桩孔泥浆上的浮漂板10以及固定安装在桩孔孔口位置处的触发板11，浮漂板10上向上垂直固设有供竖杆12，竖杆12滑动穿过触发板11并在触发板11的上下两侧均设置有触发块13，触发板11的顶面与底面均设置有用于抽送泵控制连接的按压式开关14。液面高度通过浮漂板10实现与设置在桩孔孔口位置的触发板11进行互动，当液面下降时防竖杆12上位于触发板11上方的触发块13将最终与触发板11上方的按压式开关14触碰，进而触发抽送泵8启动实现抽送泵8向桩孔内补充泥浆，保障桩孔内泥浆充足，同时在泥浆液面上升后竖杆12上位于触发板11下方的触发块13最终与触发板11下方的按压式开关14触碰，进而实现关闭抽送泵8，避免桩孔内液面过高溢出桩口。且值得说明的是，触发板11距地面0.2米，两组触发块13之间的距离为0.5米，使桩孔内泥浆液面保持在距0.5米至0.7米之间，操作人员可随时观察情况，又避免泥浆晃动溢出桩孔。
实施例二：
一种气举反循环清孔工艺，包括以下步骤：
步骤一、通过单向通孔向清砂组件的内部环空注入压缩空气，所述压缩空气在所述清砂组件内膨胀，所述清砂组件内部的压力相对于井筒内的压力形成负压，清砂组件内部的压力与所述桩孔内部的压力差为5-20MPa；
步骤二、桩孔内的沉砂以及泥浆在负压的作用下进入到所述清砂组件内，在所述清砂组件内通过气举排出，实现清砂；
步骤三、通过气举所排出的沉砂排至底面所设置的沉砂池7内，沉砂池7内利用所述抽送泵8与所述抽送管9将泥浆送至桩孔内。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桩孔气举反循环装置，其特征在于：包括清砂组件以及用于向桩孔内补浆的自动补浆组件，所述清砂组件包括灌浆导管（1）、处于所述灌浆导管（1）内的送风管（2）、气液混合器（3）以及连接在所述灌浆导管（1）顶部的排渣管（4），所述送风管（2）连接有空气压缩器（5）；
所述自动补浆组件包括沉砂池（7）、用于检测桩孔内泥浆液面的液面检测件以及用于抽送沉砂池（7）内泥浆至桩孔内的抽送泵（8）与抽送管（9），所述检测件与所述抽送泵（8）控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种桩孔气举反循环装置，其特征在于：所述检测件包括漂浮在桩孔泥浆上的浮漂板（10）以及固定安装在桩孔孔口位置处的触发板（11），所述浮漂板（10）上向上垂直固设有供竖杆（12），所述竖杆（12）滑动穿过所述触发板（11）并在所述触发板（11）的上下两侧均设置有触发块（13），所述触发板（11）的顶面与底面均设置有用于所述抽送泵（8）控制连接的按压式开关（14）。
3.根据权利要求2所述的一种桩孔气举反循环装置，其特征在于：所述触发板（11）距地面0.2米，两组所述触发块（13）之间的距离为0.5米。
4.根据权利要求1所述的一种桩孔气举反循环装置，其特征在于：所述送风管（2）底端高于所述气液混合器（3）。
5.根据权利要求1所述的一种桩孔气举反循环装置，其特征在于：所述灌浆导管（1）底端设置有单向阀（6）。
6.一种使用如权利要求1所述的一种气举反循环装置的桩孔气举反循环清孔工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、通过单向通孔向清砂组件的内部环空注入压缩空气，所述压缩空气在所述清砂组件内膨胀，所述清砂组件内部的压力相对于井筒内的压力形成负压；
步骤二、桩孔内的沉砂以及泥浆在负压的作用下进入到所述清砂组件内，在所述清砂组件内通过气举排出，实现清砂；
步骤三、通过气举所排出的沉砂排至底面所设置的沉砂池（7）内，沉砂池（7）内利用所述抽送泵（8）与所述抽送管（9）将泥浆送至桩孔内。
7.根据权利要求6所述的一种气举反循环清孔工艺，其特征在于：所述清砂组件内部的压力与桩孔内部的压力差为5-20MPa。
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